水中錳含量檢測常用方法詳解

錳（Mn）是水體中常見的金屬元素。適量錳對人體是必需的微量元素，但過量錳會導致飲用水產生令人不快的金屬異味、造成管道和衣物頑固的棕黑色污漬，并可能促進輸水系統中細菌滋生。長期攝入高濃度錳還可能對健康產生不良影響。因此，準確檢測水中錳含量對于保障飲用水安全（通常標準限值在0.05 - 0.1 mg/L以下）、保護工業設備及監控水環境健康至關重要。以下是幾種最常用的水中錳含量檢測方法：

1、分光光度法（比色法）

原理： 這是應用最廣泛、成本較低的方法。其核心是利用特定化學試劑與水中錳離子反應，生成顏色鮮明的化合物。顏色的深淺與錳的濃度成正比，通過分光光度計在特定波長下測量吸光度，即可計算出錳含量。常用水質重金屬錳檢測儀進行測量。

過硫酸銨分光光度法： 這是國內外標準（如中國《生活飲用水標準檢驗方法》GB/T 5750.6-2006，美國EPA方法300.0等）推薦的標準方法。在加熱條件下，利用過硫酸銨（通常加入硝酸銀作為催化劑）將水中各種價態的錳氧化成紫紅色的高錳酸根離子。在波長525 nm處測量其吸光度。此方法測定的是總錳，通常需要先對水樣進行消解（加酸加熱）以破壞有機物并將所有形態錳轉化為可氧化態。

優點： 儀器設備（分光光度計）普及且相對便宜，方法成熟，靈敏度能滿足常規監測需求（過硫酸銨法檢出限可達約0.01 mg/L），操作易于掌握，有便攜式比色計或試劑盒可用于現場快速篩查。

缺點： 樣品前處理步驟較多（消解、過濾等），試劑消耗大，易受共存離子干擾（如高濃度氯離子、鐵離子、有機質等，需采取掩蔽、氧化或稀釋等措施），測定溶解態錳需要嚴格過濾。

2、原子吸收光譜法（AAS）

原理： 將樣品溶液霧化后送入高溫火焰（火焰原子吸收光譜法，FAAS）或石墨爐（石墨爐原子吸收光譜法，GFAAS）。水樣中的錳化合物在高溫下被原子化，形成基態錳原子蒸氣。這些原子會吸收特定波長的光（錳的特征吸收波長為279.5 nm）。通過測量特征光被吸收的程度，即可定量錳的濃度。

特點：

FAAS： 儀器穩定，分析速度較快，運行成本相對較低。適用于錳含量相對較高的水樣（典型檢測范圍約0.1 - 10 mg/L）。靈敏度在常規方法中居中。

GFAAS： 靈敏度極高（檢出限可達μg/L甚至ng/L級），所需樣品量極少。特別適用于清潔水體中痕量錳的精確測定或接近標準限值的合規監測。

優點： GFAAS靈敏度突出，FAAS穩定性好。選擇性一般優于比色法。

缺點： FAAS對痕量錳靈敏度不足。GFAAS儀器昂貴，操作復雜，分析速度慢，對基體效應（樣品中其他成分的影響）較敏感，需要經驗豐富的操作人員和嚴格的背景校正。測定總錳通常也需要消解前處理。

3、電化學法（如溶出伏安法）

原理： 以陽極溶出伏安法（ASV）為例。在特定條件下（如合適的支持電解質和電位），水樣中的Mn2?在工作電極（常用汞膜電極或玻碳電極）表面被電解還原富集（沉積）。然后施加一個反向掃描的電壓，使沉積的錳金屬重新氧化溶出。記錄溶出過程產生的電流-電壓曲線，溶出峰電流或峰面積與錳濃度成正比。

優點： 靈敏度好（可達μg/L級），儀器（尤其是便攜式伏安儀）成本相對光譜法低，有潛力用于現場快速檢測，可提供有關錳形態的信息（需特定條件）。

缺點： 方法選擇性易受水樣基體（如有機物、表面活性劑、其他重金屬離子）影響，電極易污染或鈍化，需要精心優化實驗條件和頻繁維護電極，樣品前處理（如消解、紫外照射除有機物）往往必不可少。在常規水質錳檢測實驗室中普及度低于分光光度法和ICP-OES。

水中錳的檢測有多種方法，了解各種方法的原理、靈敏度、優缺點和適用場景，有助于水質分析人員根據實際條件（樣品特性、濃度范圍、實驗室資源、標準要求等）選擇最適宜的分析手段，從而獲得真實的檢測結果！